Part 2 外泌体概述

一、定义与形态  

外泌体（exosome）是一种内源性的纳米级细胞外脂质双层囊泡，在生理和病理条件下几乎所有类型的细胞都能分泌。它们存在于多种细胞外液中，如血液、尿液、羊水。

细胞分泌各种类型的细胞外小泡(extracellular vesicles, EV)，根据其大小、含量和形成机制而不同。主要的EV类型包括凋亡小体、微泡和外泌体。凋亡体和微泡是由质膜直接萌发产生的，故而较大（凋亡体，800-5000 nm；微泡，200-1000 nm），而外泌体是直径30-150 nm（也有文献定义为30-200nm）的内源囊泡。鉴定外泌体的标准方法之一是阴性染色和电子显微镜观察。在透射电子显微镜下，外泌体通常呈杯状实体，而在冷冻电子显微镜下，则表现为圆形小泡。

外泌体膜相关蛋白富含Tetraspanins(例如CD9、CD63、CD81和CD82)、MHC-I和MHC-II、热休克蛋白(例如Hspa8、Hsp60、Hsp70和Hsp90)、GTP酶(EEF1A1和eEF2)以及参与MVB生物发生的其他蛋白(Alix和TSG-101)。（Sho Joseph Ozaki Tan，2020）      

二、产生、分泌与摄取

内吞小泡通过质膜的脂筏区域的内吞作用，形成了早期内小体。在高尔基复合体的帮助下，通过早期内小体膜的向内萌发和胞浆隔离，使得“管腔内的小泡”(intraluminal vesicles，ILV)积累在了管腔内。这些早期内小体变成了晚期内小体，进而变成多囊泡小体（multivesicular bodies，MVBs)。这些MVB要么与溶酶体融合，进而将ILV降解，要么与质膜融合，导致它们的内部囊泡释放到细胞外空间，并将外周MVB膜结合到质膜（如图）。MVB的转运和与细胞膜融合的机制受几种Rab鸟苷三磷酸酶(GTPase)蛋白的调节，并与细胞骨架相协调。内化（大吞饮作用、网织蛋白介导的内吞作用、小窝蛋白介导的内吞作用、脂筏介导的内吞作用和吞噬作用）是外泌体摄取的主要方式。受体细胞对外泌体的摄取是细胞特异性的，尽管其具体机制仍有待进一步研究。

三、外泌体的获取

分离外泌体的提纯基本上是基于免疫亲和力捕获、大小排除、聚合沉淀、超速离心和微流体技术。（国际细胞外小泡协会(ISEV)提出的标准化程序可以提供详细的指导）。到目前为止，采用最广泛和最可靠的方法是高速（100000×g）超速离心法，它包括一系列的离心步骤，然后是浮选-沉淀密度梯度离心法。然而，这种方法繁琐、耗时，而且需要大量的生物样品。因此，商业上可用的聚合物沉淀混合物已被广泛应用于分离各种目的的外泌体，这些方法使用ExoQuick试剂和Total Exosome分离试剂，技术简单，耗时少，但产品纯度低于超速离心法。然而，这两种方法都不允许对大小相似的不同EV进行实验分离甚至区分，这表明这些外泌体制剂也可能含有小的胞外囊泡或其他成分。免疫亲和分离可能有可能丰富单一类型的外泌体群体，但其产量有待提升。

四、作用概述  

外泌体含有大量的分子，包括细胞因子(例如，IL-6和IL-10)、生长因子(例如，TGF-β和肝细胞生长因子)和其他蛋白质蛋白质、脂质、代谢物、mRNA(例如，IGF-1R)、线粒体DNA、microRNA(MiRNA，例如miR-21和miR-133b)和许多其他非编码RNA，在本地或远程的细胞之间传递生物信号。有三个数据库提供有关外泌体内部分子的详细信息：ExoCarta、EVpedia和Vesiclepedia。外泌体参与基本的生理过程，有神经元通讯、抗原呈递、免疫反应、器官发育等。它们还参与一些病理疾病，包括癌症进展、心血管疾病和炎症、神经退行性疾病的进展等。